منگانیت لانتان

منگانیت لانتان
شناساگرها
شماره ثبت سی‌ای‌اس	12031-12-8
خصوصیات
فرمول مولکولی	LaMnO3
جرم مولی	۲۴۱٫۸۴ g mol−1
شکل ظاهری	پودر با رنگ مشکی
چگالی	6.5 g·cm-3 (hex.)
دمای ذوب	۳۰۰ درجه سلسیوس (۵۷۲ درجه فارنهایت؛ ۵۷۳ کلوین) (decomposes)
	به استثنای جایی که اشاره شده‌است در غیر این صورت، داده‌ها برای مواد به وضعیت استانداردشان داده شده‌اند (در 25 °C (۷۷ °F)، ۱۰۰ kPa)
	(بررسی) (چیست: /؟)
	Infobox references

منگانیت لانتانیم یک ترکیب غیر آلی با فرمول LaMnO₃ است که اغلب به اختصار LMO نامیده می‌شود.منگنات لانتانیم (LaMnO₃) از جمله ساختارهای پروسکایتی است که ویژگی های الکتریکی، مغناطیسی و کاتالیستی از خود نشان می دهد.^[۲] رسانایی الکتریکی این ترکیب در دمای 800°برابر با 83 (σ(S·Cm^-1 می باشد.^[۳]

ساختار[ویرایش]

منگانیت لانتانیم در ساختار پروسکایت تشکیل شده‌است که متشکل از اکتاهدرال‌های اکسیژن با یک اتم منگنز مرکزی است. ساختار پروسکایت مکعبی توسط یک اعوجاج شدید اکتاهدرال اکسیژن توسط ژان- تلر به یک ساختار اورتورومبیک تبدیل می‌شود.^[۴] LaMnO₃ غالباً جای خالی لانتانیم دارد که با پراکندگی نوترون مشهود است. به همین دلیل، این ماده معمولاً به عنوان LaMnO_3+ẟ شناخته می‌شود. این‌جای خالی ساختاری با سلول واحد رمبوهدرال در پروسکایت ایجاد می‌کند. دمای زیر ۱۴۰ درجه کلوین، نیمه رسانای LaMnO_3+ẟ دارای نظم فرومغناطیسی است.^[۵]

سنتز[ویرایش]

منگانیت لانتانیم را می‌توان از طریق واکنشهای حالت جامد در دمای بالا، با استفاده از اکسیدها یا کربناتهای آنها تهیه کرد.^[۶] یک روش جایگزین استفاده از نیترات لانتانیم و نیترات منگنز به عنوان مواد اولیه است. این واکنش در دمای بالا پس از بخار شدن حلال‌ها رخ می‌دهد.^[۷] در برخی موارد برای تولید منگانات لانتانیم از فرایند پچینی نیز استفاده می شود که روشی بر مبنای روش سل-ژل می باشد.

آلیاژهای منگانیت لانتانیم[ویرایش]

منگانیت لانتانیم یک عایق الکتریکی و یک آنتی فرومغناطیس نوع A است. منگانیت لانتانیم یک عایق الکتریکی و یک آنتی فرومغناطیس نوع A است. این ترکیب اصلی چند آلیاژ مهم است که غالباً منگانیت‌های قلیایی خاکی یا اکسیدهای مقاومت مغناطیسی عظیم نامیده می‌شوند. این خانواده‌ها شامل لانتانیم استرانسیوم منگانیت، لانتانیم کلسیم منگانیت و غیره هستند. در منگانیت لانتانیم، La و Mn هر دو در حالت اکسیداسیون ۳+ قرار دارند. در منگانیت لانتانیم، La و Mn هر دو در حالت اکسیداسیون ۳+ قرار دارند. جایگزینی برخی از اتم‌های La با اتم‌های دو ظرفیتی مانند Sr یا Ca مقدار مشابهی از یون‌های چهار ظرفیتی Mn⁴⁺ را القا می‌کند. جایگزینی یا دوپ کردن می‌تواند اثرات الکترونیکی مختلفی ایجاد کند که اساس پدیده‌های پیچیده و گران بهای همبستگی الکترون است که نمودارهای متنوعی از فاز الکترونیکی را در این آلیاژها ایجاد می‌کند.^[۸]

کاربردها[ویرایش]

از منگانیت لانتانیوم هم به تنهایی و هم با دوپ کردن عناصر دیگر در این ساختار در موارد مختلفی استفاده می شود. با دوپ کردن روتنیوم در این ساختار به عنوان یک کاتالیزور و ماده فتوکاتالیستی برای تولید اکسیژن از اب استفاده می شود.^[۹] منگانیت های لانتانیوم از جمله منگانیت استرانسیوم لانتانیوم به دلیل هدایت الکتریکی بالا ، فعالیت الکتروشیمیایی بالا ، پایداری حرارتی بالا و سازگاری با الکترولیت های YSZ ، GDC و LSGM در شرایط عملیاتی استاندارد به عنوان کاتد در پیل های سوختی اکسید جامد(SOFC) دارند.^[۱۰]

منابع[ویرایش]

↑ Macintyre, Jane E. (1992). Dictionary of Inorganic Compounds (به انگلیسی). CRC Press. p. 3546. ISBN 9780412301209.
↑ منافی, صاحبعلی; رضایی کلج, مریم; جوقه دوست, صدیقه; فرح بخش, ایمان (پاییز 1395). "سنتز و بررسی خواص نانوذرات پروسکایت LaMnO۳ به روش حالت جامد". قصلنامه نانو مواد. 8 (27): 163–169. {{cite journal}}: Cite has empty unknown parameter: |1= (help)
↑ Sammes, N.M.; Roy, B.R. (2009). "Encyclopedia of Electrochemical Power Sources". Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering: 25–33. doi:10.1016/B978-044452745-5.00252-5. ISBN 978-0-12-409547-2.
↑ S. Satpathy; et al. (1996). "Electronic Structure of the Perovskite Oxides: La_1−xCa_xMnO₃". Physical Review Letters. 76 (6): 960–963. doi:10.1103/PhysRevLett.76.960. hdl:10355/9487. PMID 10061595.
↑ J. Ortiz, L. Gracia, F. Cancino, U. Pal; et al. (2020). "Particle dispersion and lattice distortion induced magnetic behavior of La_1−xSr_xMnO₃ perovskite nanoparticles grown by salt-assisted solid-state synthesis". Materials Chemistry and Physics. 246: 122834. doi:10.1016/j.matchemphys.2020.122834.{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)
↑ Bockris, John O'M.; Otagawa, Takaaki (1983). "Mechanism of oxygen evolution on perovskites". The Journal of Physical Chemistry. 87 (15): 2960–2971. doi:10.1021/j100238a048. ISSN 0022-3654.
↑ Liu, Yuxi; Dai, Hongxing; Du, Yucheng; Deng, Jiguang; Zhang, Lei; Zhao, Zhenxuan; Au, Chak Tong (2012). "Controlled preparation and high catalytic performance of three-dimensionally ordered macroporous LaMnO₃ with nanovoid skeletons for the combustion of toluene". Journal of Catalysis. 287: 149–160. doi:10.1016/j.jcat.2011.12.015. ISSN 0021-9517.
↑ Dagotto, E. (14 March 2013). Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance. Springer. ISBN 978-3-662-05244-0.
↑ Anindya Sundar Patra; Anindya Sundar Patra; Ranjan Kumar Sahu; Mohammad Qureshi (2017). "Modulating the electronic structure of lanthanum manganite by ruthenium doping for enhanced photocatalytic water oxidation". Physical Chemistry Chemical Physics. 19 (19): 12167–12174. doi:10.1039/C7CP01444A.
↑ Peng Wang; Jing Wang; Lijun Fu; Teunis van Ree (2018). "Metal oxides in fuel cells". Metal Oxides in Energy Technologies: 17–47. doi:10.1016/B978-0-12-811167-3.00002-X. ISBN 978-0-12-811167-3.

[1] Macintyre, Jane E. (1992). Dictionary of Inorganic Compounds (به انگلیسی). CRC Press. p. 3546. ISBN 9780412301209.

[2] منافی, صاحبعلی; رضایی کلج, مریم; جوقه دوست, صدیقه; فرح بخش, ایمان (پاییز 1395). "سنتز و بررسی خواص نانوذرات پروسکایت LaMnO۳ به روش حالت جامد". قصلنامه نانو مواد. 8 (27): 163–169. {{cite journal}}: Cite has empty unknown parameter: |1= (help)

[3] Sammes, N.M.; Roy, B.R. (2009). "Encyclopedia of Electrochemical Power Sources". Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering: 25–33. doi:10.1016/B978-044452745-5.00252-5. ISBN 978-0-12-409547-2.

[4] S. Satpathy; et al. (1996). "Electronic Structure of the Perovskite Oxides: La_1−xCa_xMnO₃". Physical Review Letters. 76 (6): 960–963. doi:10.1103/PhysRevLett.76.960. hdl:10355/9487. PMID 10061595.

[5] J. Ortiz, L. Gracia, F. Cancino, U. Pal; et al. (2020). "Particle dispersion and lattice distortion induced magnetic behavior of La_1−xSr_xMnO₃ perovskite nanoparticles grown by salt-assisted solid-state synthesis". Materials Chemistry and Physics. 246: 122834. doi:10.1016/j.matchemphys.2020.122834.{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)

[6] Bockris, John O'M.; Otagawa, Takaaki (1983). "Mechanism of oxygen evolution on perovskites". The Journal of Physical Chemistry. 87 (15): 2960–2971. doi:10.1021/j100238a048. ISSN 0022-3654.

[7] Liu, Yuxi; Dai, Hongxing; Du, Yucheng; Deng, Jiguang; Zhang, Lei; Zhao, Zhenxuan; Au, Chak Tong (2012). "Controlled preparation and high catalytic performance of three-dimensionally ordered macroporous LaMnO₃ with nanovoid skeletons for the combustion of toluene". Journal of Catalysis. 287: 149–160. doi:10.1016/j.jcat.2011.12.015. ISSN 0021-9517.

[8] Dagotto, E. (14 March 2013). Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance. Springer. ISBN 978-3-662-05244-0.

[9] Anindya Sundar Patra; Anindya Sundar Patra; Ranjan Kumar Sahu; Mohammad Qureshi (2017). "Modulating the electronic structure of lanthanum manganite by ruthenium doping for enhanced photocatalytic water oxidation". Physical Chemistry Chemical Physics. 19 (19): 12167–12174. doi:10.1039/C7CP01444A.

[10] Peng Wang; Jing Wang; Lijun Fu; Teunis van Ree (2018). "Metal oxides in fuel cells". Metal Oxides in Energy Technologies: 17–47. doi:10.1016/B978-0-12-811167-3.00002-X. ISBN 978-0-12-811167-3.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]